頻譜分析儀對(duì)射頻工程師來說并不陌生，它是進(jìn)行頻域分析時(shí)最基本的測(cè)試儀器，主要的功能是分析在頻域里輸入信號(hào)的頻譜特性。那么，什么是網(wǎng)絡(luò)分析儀呢？

網(wǎng)絡(luò)分析儀也是射頻領(lǐng)域的常用儀器，卻因?yàn)榘嘿F的價(jià)格和設(shè)計(jì)的復(fù)雜被較少的人熟悉。今天我們就來揭開面紗——RIGOL RSA頻譜儀的矢量網(wǎng)絡(luò)分析模式，為您提供最具性價(jià)比的矢量網(wǎng)絡(luò)分析解決方案，解決您的諸多測(cè)量問題！

圖1：RIGOLRSA系列帶VNA功能的頻譜儀

1、什么是“矢量網(wǎng)絡(luò)分析”？

“網(wǎng)絡(luò)分析儀(Network Analyzer)”這一名字被提出的時(shí)候還沒有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，所以網(wǎng)絡(luò)分析儀所指的網(wǎng)絡(luò)并非現(xiàn)在流行的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而是指一組內(nèi)部相互關(guān)聯(lián)的電子元器件。網(wǎng)絡(luò)分析儀的功能之一就是：量化兩個(gè)射頻元件間的阻抗不匹配，最大限度地提高功率效率和信號(hào)的完整性。每當(dāng)射頻信號(hào)由一個(gè)元件進(jìn)入另一個(gè)元件時(shí)，總會(huì)有一部分信號(hào)被反射，另一部分被傳輸。通過定義反射系數(shù)和傳輸系數(shù)，我們可以更深入地了解被測(cè)器件（DUT）的性能。

網(wǎng)絡(luò)分析儀能對(duì)被測(cè)量器件的線性和非線性特性進(jìn)行表征，如放大器、混頻器、濾波器、衰減器等。網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)被測(cè)器件端口的輸入特性以及從一個(gè)端口到其它端口的轉(zhuǎn)移特性進(jìn)行測(cè)量的能力，為設(shè)計(jì)人員在對(duì)大型系統(tǒng)配置元器件時(shí)提供充分的依據(jù)。

圖2：VNA功能測(cè)量界面

網(wǎng)絡(luò)分析儀分為標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀(Scalar Network Analyzer)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(Vector Network Analyzer, VNA) 兩種。標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀只測(cè)量?jī)蓚€(gè)波量的幅度差；矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀既能測(cè)量各波量的幅度，又能測(cè)量各波量的相位；矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀還具有以下優(yōu)勢(shì)：

可以進(jìn)行全系統(tǒng)誤差校正，以最大可能的精確度補(bǔ)償測(cè)試儀器的系統(tǒng)測(cè)量誤差；

矢量測(cè)量數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確地變換到時(shí)域，提供更多進(jìn)一步處理數(shù)據(jù)的途徑

2、RSA矢量網(wǎng)絡(luò)分析模式的基本原理

傳統(tǒng)的頻譜分析儀和跟蹤源配合，只能進(jìn)行標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析，測(cè)量S參數(shù)的幅度部分。RIGOL RSA系列頻譜儀采用內(nèi)部VSWR橋的獨(dú)特設(shè)計(jì)，配置內(nèi)置跟蹤源，可以同時(shí)掃描幅度和相位，實(shí)現(xiàn)單端口的矢量網(wǎng)絡(luò)分析（VNA）功能。通過此設(shè)計(jì)，RSA頻譜儀的VNA模式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)元器件、電路網(wǎng)絡(luò)的S11、S21以及故障點(diǎn)定位的測(cè)量，通過史密斯圓圖、極坐標(biāo)等多種顯示更精確地表征被測(cè)件的網(wǎng)絡(luò)特性。

圖3：VNA基本原理示意圖

VNA可以在設(shè)定頻段范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，確定測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的微波特性，并以掃頻方式給出各散射參數(shù)的幅度、相位頻率特性。同時(shí)，VNA能對(duì)測(cè)量結(jié)果逐點(diǎn)進(jìn)行誤差修正，并換算出其他多種網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如反射系數(shù)、電壓駐波比、阻抗（或?qū)Ъ{）、衰減（或增益）、相移和群時(shí)延等信息。

3、RSA矢量網(wǎng)絡(luò)分析模式的功能和應(yīng)用

RSA系列頻譜分析儀的VNA功能，提供了多種測(cè)量方式，如S11、S21、DTF(Distance toFault)；對(duì)于每次測(cè)量，都可以選擇多種顯示類型，以不同的角度呈現(xiàn)測(cè)量結(jié)果，如史密斯圓圖、極坐標(biāo)、回波損耗、SWR、群時(shí)延等。

反射測(cè)量S11

S11可以用于針對(duì)電子元器件（如濾波器）或電路網(wǎng)絡(luò)（如天線）的阻抗匹配調(diào)試。阻抗匹配是射頻電路系統(tǒng)中重要的指標(biāo)，用于調(diào)整傳輸帶寬和平衡功率傳輸 。輸入端阻抗匹配時(shí)，傳輸線獲得最大功率；在輸出端阻抗匹配的情況下，傳輸線上只有向終端行進(jìn)的電壓波和電流波，攜帶的能量全部為負(fù)載所吸收。因而，對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行S11測(cè)試，是非常重要的測(cè)試手段。

圖4：S11測(cè)試界面

圖5：S11測(cè)量結(jié)果